三維視覺技術的核心：結構光

三維視覺主要包括雙目立體視覺和結構光三維視覺,還有其他三維視覺技術,如由明暗恢復性能、由紋理恢復形狀、激光測距、莫爾陰影與散焦測距等。

結構光檢測技術屬于非接觸主動測量技術，具有高的測量精度和速度，且體積小，質量輕等優點，廣泛應用于高精度測量領域。結構光三維檢測技術是機器視覺的重要組成部分之一。結構光檢測方法是圖像及點云處理算法對被測物體輪廓進行建模及檢測的技術，具備計算簡單、檢測精度高、檢測速度快等優勢。

結構光三維測量技術的系統原理是通過特定光源將包含有一定信息的光學編碼圖案投射到被測物體上，通過分析物體表面變形的光學圖案，利用相機標定等方法獲得特定光源和相機的位姿關系，采用三角測量法獲得物體表面的空間三維信息，最終獲得待測物體表面的點云數據。

結構光根據光源投射形式的不同，分為點結構光、線結構光、面結構光。

點結構光是點激光器作為光源，投射激光點作為圖案，主要適用于一維測量，可用于物體測距等應用。

線結構光是通過線激光器作為光源，投射一條激光線到物體表面，通過相機拍攝物體表面發生扭曲的激光器線條，并根據激光器線條在圖像上的位置以及光平面等信息獲取物體截面輪廓。線結構光通常精度較高，借助移動平臺可實現三維測量。

面結構光又稱為編碼結構光，利用投影儀投出具有一定編碼規則的圖案，通過相機拍攝目標得到其覆蓋編碼圖案的表面圖像，根據對投射圖案的編碼以及三角測量的方法獲取目標的三維信息。編碼結構光具有高速度、高精度等優點，并且單次得到的信息量要大于點結構光與線結構光，是優中選優的測量方法。接下來給大家介紹一款采用面結構光測量技術的產品凌云光LCubor 3D相機。

凌云光LCubor 3D高精度面陣結構光相機

凌云光LCubor 3D高精度面陣結構光相機是一款基于面結構光編解碼技術和三角測量原理進行3D點云重建的3D工業相機。基本原理是向被測物投射一系列含有特定空間相對編碼的2D圖案，同時對被測物拍攝，然后對得到的照片進行編碼，再將解碼信息根據標定數據進行計算，重構成為3D數據。集激光、傳感器和測量工具于一身，可以輕松完成測量過程中的掃描、分析、測量和控制功能，是完全一體化的解決方案。

高適應性

多曝光模式下高HDR適應各類高反射材料表面

高精度

標準量材下Z軸重復精度可達1μm

高效率

串行工作模式可達2fps流水線模式可達3fps

高性能

直接輸出點云數據支持板上預處理，可脫離PC

高易用性

出廠預標定現場即插即用

凌云光LCubor3D相機3C行業運用案例

在電腦配件揚聲器面板的生產工藝中需要對面板上的發聲孔及噴墨量進行檢測，提高電腦外觀美觀度。噴墨后孔內噴墨量的高度檢測，普通2D視覺檢測設備無法滿足，且孔深檢測對3D相機光源入射角要求極高，普通3D相機檢測也無法滿足。凌云光的LCubor 3D相機，滿足光源各種入射角要求，通過特定的編碼規則對投射的每個像素點的光進行編碼，將編碼結構光投射到物體表面上，通過對相機捕捉到的物體表面光信息進行相應的解碼，從而得到投影儀圖像上的成像位置。通過配件的材質不同，進行兩次亮度模式拍攝，最大支持三次亮度融合模式，通過多種預處理算法，片上直接計算，以實現高精度測量。

LCubor3D相機自動化程度高、測量速度快、費用較低等優點，在3C行業、光伏行業、汽車行業、橡膠輪胎行業、鐵路行業等被廣泛應用。

*文章部分內容源于：趙書芬《基于結構光的三維測量技術》